地下连续墙围护结构-轨道交通施工20讲的成果

在基坑较深、地质条件差、地下水位高时，一般需要采用地下连续墙作为基坑的围护结构。当条件适宜时，常常配合土层锚杆或横撑一并使用。地下连续墙施工工艺如图6-10所示。

（1）单元槽段划分。现浇钢筋混凝土壁式地下连续墙是以单元槽段进行挖掘的，其长度根据地质、地面环境、起重能力、混凝土和泥浆供应，以及槽段之间的接头位置等条件确定。一般槽段长度为6～8m，也有采用10m或更长的情况。但遇有下列情况之一者宜采用挖掘机的最小挖掘长度，并且一般为2～3m。

1）极软弱地层。

2）易液化砂土层。

3）相邻建筑物侧压力较大。

4）规定的最短作业时间必须完成一个单元槽段。

5）坍塌可能性大的砾石层。

6）拐角等形状复杂处。

7）预计泥浆有急速漏失可能性时。

（2）导墙施工。在地下连续墙施工中，导墙起着重要的多方面的作用，在地下连续墙施工前修筑。导墙一般有钢制、钢筋混凝土现浇或预制的。在采用现浇钢筋混凝土作导墙时，如果地表土层较好，具有足够的地基承载力，在导墙施工期间能保持侧壁垂直自立时，常采用图6-11所示的Г型导墙；如果地表土开挖后侧壁不能垂直自立，常采用图6-12所示的L型导墙，导墙高度一般为1.5～2m。

图6-10 地下连续墙法施工工艺流程图

图6-11 Γ型导墙

图6-12 L型导墙

导墙施工时，其内墙面应平行于地下连续墙轴线，误差不大于±10mm；内外导墙净距应为地下连续墙厚加50mm，净距误差不大于±5mm；导墙内侧面必须垂直，其顶面应水平，全长范围内高差不大于10mm，局部高差不大于5mm。

现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应随即用方木将左右两片导墙支撑牢固，在导墙未达到设计强度前重型机械不得在旁边行走，以免导墙变形。

（3）泥浆护壁。泥浆主要以固壁为主，并有携砂、冷却和润滑的作用。其主要成分为膨润土、掺和物和水。膨润土为颗粒极细、遇水膨胀并且黏性和可塑性都很大的黏性土。我国采用商品陶土粉加入适量纯碱而获得稳定性较好的膨润土。掺和物有加重剂、增黏剂、分散剂和堵漏剂等，其作用分别是调整泥浆比重、黏度、凝胶化倾向、失水量、钙离子含量、防止渗漏等。

地下连续墙施工用的泥浆，多采用搅拌方法制备。高速回转式搅拌机是常用的搅拌机械，它是通过高速回转（200～1000r/min）叶片，使泥浆产生激烈涡流，从而把泥浆搅拌均匀。(www.xing528.com)

在地下连续墙施工中，泥浆与地下水、泥土和混凝土接触，因此，泥浆中的膨润土、搀和料等成分会有消耗，而且还会混入一些土渣和电解质离子等，使泥浆污染而质量恶化。被污染的泥浆，应根据具体情况进行处理，处理方法主要有机械处理和重力沉淀处理两种，两种方法联合使用效果较好。经处理后合乎标准要求的泥浆可重复使用，其土渣应废弃。

（4）挖槽。在地下连续墙的施工中，挖槽施工占整个工作时间的一半左右，因此，提高挖槽效率是非常重要的。同时，挖槽土壁形状基本上决定了墙体外形，其精度又是保证地下连续墙质量的关键之一，特别是垂直度，必须保证设计要求。我国地下铁道设计规范中规定，连续墙墙面倾斜度不宜大于1/150，局部突出不宜大于100mm，且墙体不得侵入隧道净空。如果地下连续墙为单一墙、重合墙或复合墙结构，当埋深15m时，其倾斜值可达10cm，故应更严格掌握其垂直度方可，不然就有可能侵入隧道净空。

为提髙工效，保证工程质量，应根据地质条件和施工环境合理地选用挖槽机具。根据对地质条件的适应性，大致可以将用于地下连续墙施工的挖槽机械分为如下三类：

1）抓斗式挖槽机。利用抓斗自重切入土中挖掘土壤，提升抓斗将土带出，它适用于较松软的地层，标准贯入度不超过50。

2）切削式挖槽机。又可分为钻式和轮式，它们是利用钻头或铣轮切削地层，反循环排渣。钻式挖槽机应用范围较广，对于软土（标准贯入度3～5）、硬土（标准贯入度50～150）都能适用。轮式挖槽机配有硬化钨齿，适用于饱和单轴抗压强度＜50MPa的岩石。

3）冲击式钻机。通过各种形状钻头的冲击力破碎地层，并借助泥浆循环把渣土携带出槽。它不但适用一般软土层，而且对卵石、砾石、风化岩层亦可适用。这种钻机构造简单，价格低廉，但施工中噪声、振动较大，废弃泥浆也会污染环境。

在挖槽施工中，应严格按操作规程进行，并利用挖槽机上设置的测斜纠偏设备随时调整挖槽的垂直度，采取措施尽量避免槽壁壁面坍塌，以确保安全和工程质量。当挖至槽底后，应进行清槽，置换出槽底稠泥浆和清除槽底沉淀物，以保证墙体质量。

（5）钢筋笼制作与吊装

1）钢筋笼制作。钢筋笼应根据单元槽段按设计尺寸加工制作，最好做成一个整体。如需分段接长时，接头可用焊接或套筒冷挤压连接。钢筋笼下端的纵向主筋宜向内弯转，以防吊装时擦伤槽壁。为保证钢筋笼具有一定刚度，防止吊放时变形，一般还应设置纵向桁架和主筋平面内的水平和斜向拉条，并将闭合箍筋与主筋点焊成骨架。

钢筋笼制作时，应根据预先确定的导管位置，在上下贯通的导管周围增设箍筋进行加固。为使钢筋不致卡住导管，纵向主筋应放在内侧，横向筋放在外侧，纵向筋底端距槽20～30cm。

钢筋笼主筋保护层一般为7～8cm，水平筋端部距接头管和混凝土接头面应留有10～15cm间隙。为保证保护层厚度，一般在纵向主筋上，每隔3～4m设一排垫块，每排每个面不少于2块。垫块高度一般为50～60mm，用钢筋或扁钢制成。

地下连续墙与主体结构顶、底、楼板或梁相连接处，如采用预留锚固钢筋的形式，在制作钢筋笼时应一并考虑，并保证其质量。

2）钢筋笼吊装。一般钢筋笼长度若小于15m，采用整体制作并吊装；若超过15m可分节制作并吊装。吊装时，先吊放一节入槽，穿入扁铁条架定，然后将上节钢筋与下节钢筋连接好后，继续沉至槽底，并将上节钢筋笼固定在导墙上，再进行混凝土灌注。

（6）混凝土灌注

1）混凝土配制。混凝土除满足设计强度外，还应考虑导管法在泥浆中灌注混凝土的特点，如和易性要好、流动性要大，以及缓凝对混凝土强度的影响等。因此，混凝土一般比设计强度提髙5MPa。一般采用32.5级或42.5级的普通硅酸盐或矿渣水泥；粗骨料宜采用卵石，一般粒径不大于40mm，并采用粗砂；水灰比不大于0.6；单位水泥用量不小于370kg/m³；含砂率宜为40%～45%；坍落度宜为18～22cm，扩散度宜为34～38cm。

2）混凝土灌注。混凝土采用导管法灌注，导管直径一般为150～250mm，每节长2～3m，并配备1～1.5m的短管以调整长度。各节导管之间连接处应加橡胶垫圈密封，以便防水进入导管。

导管水平布置间距一般在2.5～3m，距槽端不超过1.5m，距槽底一般为0.4m或1.5D（D为导管直径）。

导管底采用球胆或柱型混凝土塞，防止泥浆灌入管中。灌注混凝土时，将球胆或柱塞压出。混凝土灌注过程中，要时刻保持导管埋入混凝土中2～4m，最小不得小于1.5m，最大不超过6m。导管随灌注随提升，避免脱空现象或提升过晚而拔不出来。

混凝土应一次灌注完成，不得中断，并在6h内灌注完毕，以保证混凝土的均匀性；灌注过程中，要保持槽内混凝土面均匀上升，并使混凝土面上升速度不小于2m/h。各导管混凝土面高差要均匀一致，最大不超过0.3m。导管提升速度要和混凝土上升面相适应。混凝土灌注过程中，要随时测量混凝土面标高，测算混凝土面上升高度和导管下口与混凝土面的相对位置，并做好记录。混凝土灌注至距墙顶面3m时，可在槽内放水稀释泥浆，并适当减慢灌注速度，以减少混凝土排除泥浆阻力。当混凝土灌注至顶面时，应清除顶部浮渣。